FMEA-Analyse

Man unter­schei­det zwei grund­le­gen­de Ansät­ze: die Analyse von Pro­dukt­funk­tio­nen mit­tels einer Design-FMA (DFMEA) und die Analyse von Pro­zess­schrit­ten mit­tels einer Prozess-FMEA (PFMEA).

Design-FMEA

Die Design-FMEA soll sicher­stel­len, dass vor Frei­ga­be eines zu ent­wi­ckeln­den Pro­duk­tes für die Her­stel­lung alle poten­zi­el­len Feh­ler­ar­ten und die zuge­hö­ri­gen Feh­ler­ur­sa­chen und mög­li­chen Feh­ler­fol­gen betrach­tet und behan­delt wurden.

Die Design-FMEA unter­sucht das Zusam­men­wir­ken von Teil­sys­te­men in einem über­ge­ord­ne­ten Gesamt­sys­tem und zielt auf die Iden­ti­fi­ka­ti­on poten­zi­el­ler Schwach­stel­len ab.

In Abhän­gig­keit der Risi­ko­be­wer­tung wer­den Maß­nah­men getrof­fen, die z. B. Kon­struk­ti­ons­än­de­run­gen, zusätz­li­che Prü­fun­gen und Anwen­dungs­ein­schrän­kun­gen zur Folge haben kön­nen und damit die Redu­zie­rung des Feh­ler­ri­si­kos unterstützen.

Prozess-FMEA

Die Prozess-FMEA unter­sucht mög­li­che Feh­ler wäh­rend des Her­stel­lungs­pro­zes­ses, bei der Mon­ta­ge oder im Rah­men von logis­ti­schen Pro­zes­sen. Die pro­zess­be­zo­ge­nen Feh­ler resul­tie­ren vor­der­grün­dig aus Feh­lern der betei­lig­ten Per­so­nen, Maschi­nen, Mate­ria­li­en oder aus nicht berück­sich­tig­ten Ein­flüs­sen des Produktionsumfeldes.

Im Ergeb­nis der Risi­ko­be­wer­tung der Prozess-FMEA wer­den Prio­ri­tä­ten für Vermeidungs- und Ver­bes­se­rungs­maß­nah­men fest­ge­legt, damit noch vor Pro­duk­ti­ons­be­ginn uner­wünsch­te Feh­ler bei der Her­stel­lung und Mon­ta­ge wei­test­ge­hend aus­ge­schlos­sen wer­den können.

Die FMEA soll ein Sys­tem oder einen Pro­zess mög­lichst umfas­send ana­ly­sie­ren und bewer­ten. Daher muss sie sich auf das Exper­ten­wis­sen mög­lichst aller an der Pro­dukt­ent­wick­lung oder Pro­zess­ge­stal­tung stützen.

Ein FMEA-Team soll­te sich aus einem Kern­team und einem Exper­ten­team zusam­men­set­zen. Das Kern­team soll­te so klein wie mög­lich, aber so groß wie nötig gewählt wer­den. Dazu zäh­len neben dem ver­ant­wort­li­chen Team­lei­ter (lei­ten­der Konstruktions- oder Pro­zes­s­in­ge­nieur) der Mode­ra­tor (Metho­den­spe­zia­list) und die haupt­ver­ant­wort­li­chen Mit­ar­bei­ter. Die Mit­glie­der des Exper­ten­teams wer­den nur dann in die Analyse mit ein­ge­bun­den, wenn die spe­zi­el­len Fach­the­men in deren Ver­ant­wor­tungs­be­reich auf der Tages­ord­nung stehen.

Erfah­run­gen aus der Pra­xis zei­gen, dass die Effek­ti­vi­tät, die Akzep­tanz sowie das Enga­ge­ment bei den betei­lig­ten Fach­leu­ten deut­lich gestei­gert wird, wenn die Mode­ra­ti­on durch einen exter­nen Mode­ra­tor erfolgt, der aus von einem ande­ren Unter­neh­mens­be­reich oder von einem exter­nen Dienst­leis­ter zur Ver­fü­gung gestellt wird.

Nach­dem der Betrach­tungs­ge­gen­stand (Pro­dukt oder Pro­zess) als intak­tes und stö­rungs­frei­es Sys­tem beschrie­ben und abge­grenzt wurde und in der Folge die poten­ti­el­len Feh­ler­zu­stän­de der Kom­po­nen­ten, Teil­sys­te­me und des Gesamt­sys­tems abge­lei­tet und deren sys­tem­durch­grei­fen­den Abhän­gig­kei­ten erfasst wur­den, erfolgt für jede Feh­ler­kom­bi­na­ti­on eine Risikobewertung.

Diese Bewer­tung erfolgt in der Regel durch eine sub­jek­ti­ve Exper­ten­ein­schät­zung im FMEA-Team unter Zuhil­fe­nah­me fol­gen­der drei Bewertungsfaktoren:

• Bedeu­tung der Feh­ler­fol­ge (B)
• Auf­tre­ten der Feh­ler­ur­sa­che (A)
• Ent­de­ckung der Fehlerursache

Bei der klas­si­schen FMEA rei­chen diese Bewer­tungs­fak­to­ren von 1 (unkri­tisch) bis 10 (sehr kri­tisch) und sind jeweils ganzzahlig.

Die Berech­nung der Risiko-Prioritätszahl (RPZ) soll eine Rang­fol­ge der Risi­ken fest­le­gen. Dazu wer­den die drei Bewer­tungs­fak­to­ren B, A und E mit­ein­an­der multipliziert.

In der Wei­ter­ent­wick­lung des Ver­fah­rens haben sich neben der RPZ auch Risi­ko­be­wer­tun­gen mit­tels Risi­ko­ak­zep­tanz­ma­trix oder durch Ver­wen­dung einer Auf­ga­ben­prio­ri­tät bewährt.

In Folge der Risi­ko­be­wer­tung, wel­che gewöhn­lich in FMEA-Formblättern nach­voll­zieh­bar doku­men­tiert wird, gilt es Maß­nah­men zu defi­nie­ren, mit denen sich nicht akzep­ta­ble hohe Risi­ken redu­zie­ren las­sen. Mit­tels Ver­mei­dungs­maß­nah­men lässt sich die Auf­tre­tens­wahr­schein­lich­keit von Feh­ler­ur­sa­chen ver­rin­gern, Ent­de­ckungs­maß­nah­men erhö­hen die Ent­de­ckungs­wahr­schein­lich­keit für eine poten­zi­el­le Fehlerursache.

Die FMEA lie­fert ins­ge­samt fol­gen­de Ergebnisse:

• Erken­nen und Beur­tei­len aller denk­ba­ren uner­wünsch­ten Zustän­de des ana­ly­sier­ten Systems;
• Ablei­tung der Ereignisfolgen;
• Iden­ti­fi­zie­rung von Sys­tem­feh­lern und Bewer­tung des zuge­hö­ri­gen Risikos;
• Ablei­tung von Ver­bes­se­rungs­maß­nah­men und Anwendungsbedingungen;
• Erfül­len der Vor­ga­ben an eine Risikoanalyse;
• Erfül­len der ver­trag­li­chen For­de­run­gen des Kunden

Es gibt keine gene­rel­le Pflicht zur Durch­füh­rung einer FMEA.

Zwin­gend erfor­der­lich ist eine sol­che Analyse immer dann, wenn sie im Kunden-Lieferantenverhältnis ver­trag­lich ver­ein­bart ist oder wenn gene­rell für den Ent­wick­lungs­pro­zess eine Risi­ko­ana­ly­se vor­ge­schrie­ben ist (z. B. als Vor­aus­set­zung für das Inver­kehr­brin­gen von Maschinen).

Aber auch in den Fäl­len, in denen sol­che Vor­ga­ben nicht exis­tie­ren, emp­fiehlt sich der früh­zei­ti­ge Ein­satz die­ses Ana­ly­se­ver­fah­rens, um Feh­ler mög­lichst von vorn­her­ein aus­schlie­ßen zu kön­nen, nach­träg­li­che Ände­run­gen zu ver­mei­den und damit die Feh­ler­fol­ge­kos­ten gering zu halten.

Die Durch­füh­rung einer FMEA stellt übli­cher­wei­se einen ite­ra­ti­ven Pro­zess wäh­rend der Konzeptions- und Ent­wick­lungs­pha­se dar. Sie ist auch immer dann zu emp­feh­len, wenn Pro­duk­te oder Pro­zes­se geän­dert wer­den oder wenn neue Erkennt­nis­se aus dem Betrieb des Pro­duk­tes oder aus dem Pro­zess­ab­lauf vorliegen.